La maraña cósmica

El mes pasado, el experimento DESI completó su programa de 5 años: hacer un mapa tridimensional del universo, mostrando dónde se encuentra cada galaxia alrededor nuestro, desde el Grupo Local hasta el confín más lejano. DESI ha sobrepasado con creces los surveys anteriores, con 47 millones de espectros de galaxias, que permiten ubicarlas en la tercera dimensión, en profundidad, que en el universo además corresponde a antigüedad.

El mapa cubre más o menos un tercio del cielo, y en la imagen de arriba nos muestra el universo visto "desde afuera". La Vía Láctea está en el centro, y las galaxias más lejanas están a 11 mil millones de años en el pasado. Los dos sectores sin datos son la "zona de exclusión", correspodiente a la banda de la Vía Láctea en el cielo. A una distancia intermedia hay una especie de anillo de menos densidad. No es que allí haya menos galaxias, sino que es una región de transición entre dos metodologías de observación, una para el universo cercano y otra para el lejano, y se produce ese defecto en la imagen. El mapa completo es tan detallado que hay que hacer un fuerte zoom para ver las galaxias individuales:

Y más aún: 

Como se puede apreciar a simple vista, las galaxias no están distribuídas uniformemente en el universo. Forman unos filamentos, una maraña, que parece una esponja, con grandes huecos vacíos. Lo que vemos en la imagen es gruesito en la dirección perpendicular al plano de la pantalla, de manera que muchas galaxias aparecen superpuestas y la espuma cósmica se desdibuja. Si se hace una rodaja finita, el mapa se ve así:

Esta textura esponjosa se conoce de hace tiempo, y la cosmología moderna es tan extraordinaria que se puede simular su formación, como en este trabajo reciente:

Poco después del Big Bang caliente, cuando el universo empezó a enfriarse, pero antes de que se formaran las primeras estrellas, las pequeñas fluctuaciones de densidad (del orden de una parte en 100 mil) se amplificaron por acción de la gravedad, que es una fuerza atractiva, y la materia se condensó en esta espuma cósmica. Las galaxias se formaron en las regiones más densas, y a partir de allí evolucionaron. El mapa de DESI servirá para entender cómo ocurrió todo, en particular el rol de la energía oscura (DESI significa Dark Energy Spectroscopic Instrument). Resultados preliminares sugieren que la energía oscura también evolucionó, como la densidad de materia, algo que nadie se esperaba. Veremos.

DESI está montado en el telescopio Mayall, un instrumento precioso con un espejo de 4 metros de diámetro, en el Observatorio Kitt Peak, idéntico al telescopio Blanco de Cerro Tololo en Chile (donde hay un survey parecido, llamado DES para confundir). Estaba medio subutilizado cuando lo visité hace ya 25 años, y DESI lo ha rejuvenecido. En el plano focal tiene un sistema complicadísimo, con cientos de miles de partes, entre ellas 5 mil robotitos minúsculos, que pueden moverse y activarse para capturar cada uno la luz de una galaxia individual y dirigirla a una fibra óptica que la lleva a un espectrógrafo. Los blancos se elijen, para cada dirección del cielo, en base a un survey previo (no espectroscópico) que contiene casi 3 mil millones de objetos, la mitad de los cuales son galaxias.

En el sitio de NoirLab, que operó el experimento, se pueden ver visualizaciones tridimensionales, incluyendo un viaje simulado a través del mapa.

DESI fue muy exitoso, y se ha prolongado su funcionamiento por dos años más. Se cubrirá un 20% más de cielo, y se volverán a visitar zonas ya observadas, para complementarlas con galaxias que quedaron sin observar. ¡Ampliaremos!

 

---

Las imágenes son del proyecto DESI en NoirLab.

La imagen simulada es del proyecto Colibre: Schaye et al., The COLIBRE project: cosmological hydrodynamical simulations of galaxy formation and evolution, MNRAS 548: stag375 (2026).